Estudi de la zona afectada per la calor en la soldadura d'acers d'alta resistència de baix aliatge
La fabricació d'acer d'alta resistència de baix aliatge ASTMA572GR.65 (d'ara endavant anomenat acer GR.65) per a torre UHV no només pot augmentar la resistència general de la torre, reduir l'ús d'acer, sinó també reduir el cost total del projecte, cada cop més utilitzat. No obstant això, l'acer té una major tendència a endurir-se, una major duresa i una major tendència a trencar-se (especialment a l'esquerda en fred) després de la soldadura, cosa que afecta la qualitat de la torre.
Per a la investigació sobre la zona afectada per la calor de soldadura, moltes literaturas generen mostres de zones afectades per la calor de soldadura mitjançant un simulador de zona afectada per calor de soldadura basat en paràmetres reals del procés de soldadura. Tot i que aquest mètode pot augmentar la zona afectada per la calor de soldadura per a la comoditat de la investigació, algunes literaturas també assenyalen que hi ha errors entre els paràmetres de mostra obtinguts mitjançant el simulador de la zona afectada per la calor de la soldadura i els obtinguts en la soldadura real. A partir de les consideracions anteriors, es van realitzar experiments de soldadura per estudiar la zona afectada per la calor de soldadura de l'acer GR.65. Els efectes de l'entrada de calor de soldadura (E) sobre la microestructura i les propietats mecàniques de la zona afectada per la calor de la soldadura es van estudiar a diferents temperatures de preescalfament (TP), proporcionant referències teòriques i experimentals per al control de fissures de l'acer GR.65 en la soldadura de torres de soldadura UHV.
El material experimental era acer GR.65 laminat en calent amb una mida de 300mm×200mm×10mm, i la seva composició química (fracció en massa, %) era la següent: 0.203C, 0.{043Si, 1.26Mn, 0.006P, 0.001S, 0.046 Nb, 0,019Ni, 0,012Cr, 0,29Al, 0,018Cu. Bisell en forma de L de 45 graus amb una vora roma de 2 mm. El material de soldadura és un fil de soldadura Φ1,2 mm ER55-G. El mètode de soldadura és la soldadura amb gas CO2 blindat, el model d'equip de soldadura és YM-500KR i s'adopta la soldadura a tope d'una sola passada. Després de la soldadura, es refreda per aire a temperatura ambient i després es prova l'impacte i la duresa.
Quan l'energia de la línia de soldadura de l'acer GR.65 és de 10 kJ/cm, l'amplada de la zona afectada per la calor de soldadura és d'uns 4 mm i arribarà a uns 9 mm quan sigui de 40 kJ/cm. La mida del gra de la zona més gruixuda és molt diferent segons l'entrada d'energia del cable diferent. La mida mitjana del gra de la zona més gruixuda quan l'energia del cable és de 40 kJ/cm és gairebé el doble que la de 10 kJ/cm. Això indica que l'acer GR.65 té un efecte inhibidor limitat sobre el gra d'austenita a alta energia lineal, mentre que a baixa energia lineal, a causa de l'efecte de clavament de Nb(C,N), el creixement del gra d'austenita es veurà obstaculitzat. A la baixa energia de soldadura (10 kJ/cm), el preescalfament abans de la soldadura pot refinar la microestructura endurida com la martensita i el bloc MA en comparació amb el preescalfament, la qual cosa té un efecte favorable sobre la duresa de la zona de gra gruixut. Tanmateix, amb una alta energia de línia (40 kJ/cm), el preescalfament abans de la soldadura no només farà que la zona de gra gruixut sigui més estructura de gra gruixut, sinó que també produirà més fàcilment la microestructura amb propietats mecàniques relativament pobres, com ara bainita superior, que redueix seriosament. la duresa de la zona de gra gruixut, que necessita atenció en la soldadura.
